JP2002207326A

JP2002207326A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002207326A
Application number: JP2001002470A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Nakazawa; 和浩中澤; Isanori Higashiura; 功典東浦
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-01-10
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2002-07-26

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】作像条件を変更しても、多様な画像を出力す
るのに適した階調補正を可能とした画像形成装置を提供
する。【解決手段】所定画素密度のテスト画像データを生成
するテスト画像データ発生手段、テスト画像データに基
づいて現像されたテスト画像の濃度を検出する濃度検出
手段、検出した濃度情報に基づいてレーザ光源の露光時
間を補正する階調補正特性を算出する補正特性算出手段
を備え、互いに異なる露光条件で露光した複数のテスト
画像からなる第１のテスト画像群と、第１のテスト画像
群と作像モードを切り替えるとともに互いに異なる露光
条件で露光した複数のテスト画像からなる第２のテスト
画像群とを作成して、それぞれの階調補正特性を算出す
ることを特徴とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、階調値信号に基づ
いて像担持体上で露光を行い、これを現像して、像担持
体上に濃淡画像を形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、レーザビームで感光体上に潜
像を形成し、これを現像することによって画像を形成す
る電子写真方式の画像形成装置が提供されている。

【０００３】このような画像形成装置において画像を得
るにはレーザビームのパワー、即ち、出力強度やその露
光時間を調節することによって画像特性が決定される。
レーザの露光時間の調節方法としては、レーザを点灯さ
せる時間をパルス幅によって調節するＰＷＭ（パルス幅
変調）が知られている。

【０００４】パルス幅変調による階調補正を行う従来の
技術としては、以下のようなものがある。

【０００５】感光体表面に複数のパッチ画像を現像して
これを濃度検知し、検知結果に基づいて入力濃度と出力
濃度の関係を規定する階調補正用のデータを取得し、複
写を実行する際には当該階調補正用のデータを反映させ
て、作像を行う。

【０００６】画像形成装置に対するニーズの高まりによ
り、例えばデジタル複写機では、文字を中心とした原稿
の複写、写真を中心とした原稿の複写など、あらゆる原
稿に対して好適な複写物を得ることが望まれている。

【０００７】一方、複写機、プリンタなどで、文字を中
心とした画像を出力するならば、エッジの効いた最高濃
度の高い画像が出力されることが望ましく、写真を中心
とした画像を出力するならば、画像濃度の変化の少ない
中で階調数を増やすように寝かした特性により画像が出
力されることが望ましい。

【０００８】そこで、従来は複数のパッチ画像を現像し
て得られた濃度データ群から、所望の階調パターン毎に
階調補正用データを作成して、多様な画像の出力を可能
としていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の技術
では、入力側の低濃度域と高濃度域については、出力側
で同じ出力濃度が繰り返され（濃度の平坦化）、入力側
の中位の濃度域については、出力側で濃度変化が大きく
なりすぎる（階調の飛び）ので、なめらかな濃度カーブ
を得ることが難しい。このため、文字を中心とした画像
や、写真を中心とした画像を含む多様な画像を出力する
のに適した階調補正の実現が難しい。

【００１０】そこで、本発明は、多様な画像を出力する
のに適した階調補正を可能とした画像形成装置の提供を
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の課題は請求項１
に記載の画像形成装置によって解決できる。即ち、請求
項１に記載の画像形成装置は、像担持体、該像担持体を
帯電する帯電手段、レーザ光源を有し、帯電された前記
像担持体を画像データに基づいて露光して静電潜像を形
成する露光手段、前記像担持体上に形成された静電潜像
を現像して顕画像を形成する現像手段、互いに異なる複
数の作像条件に基づいて画像を形成する作像モードを選
択するモード選択手段を有する画像形成装置において、
所定露光量のテスト画像データを生成するテスト画像デ
ータ発生手段、テスト画像データに基づいて現像された
テスト画像の濃度を検出する濃度検出手段、検出した濃
度情報に基づいて前記レーザ光源の露光時間を補正する
階調補正特性を算出する補正特性算出手段を備え、互い
に異なる露光条件で露光した複数のテスト画像からなる
第１のテスト画像群と、前記第１のテスト画像群と作像
モードを切り替えるとともに互いに異なる露光条件で露
光した複数のテスト画像からなる第２のテスト画像群と
を作成して、それぞれの階調補正特性を算出することを
特徴とする。

【００１２】この画像形成装置によれば、文字中心の画
像や、写真中心の画像などといった多様な画像を出力す
るのに適した階調補正が可能となった。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の画像形成装
置について図面を参照して説明する。図１は本実施の形
態の画像形成装置の構成を示す断面図である。

【００１４】プリンタエンジン部Ａは、感光体ドラム１
を備え、更に、感光体ドラム１の周囲には、帯電装置
２、書込ユニット３、現像ユニット４、転写装置５、除
電電極６Ａ、分離爪６Ｂ、クリーニングユニット７を配
置してあり、クリーニングユニット７の図中左側には定
着装置９を配置してある。

【００１５】また、プリンタエンジン部Ａの上部は画像
読み取り装置Ｃ、プリンタエンジン部Ａの下部は給紙ユ
ニットＢが占めており、画像読み取り装置Ｃの更に上部
には自動原稿送り装置ＡＤＦが装着されている。

【００１６】感光体ドラム１は、本発明の像担持体の一
例であり、円筒形の基体の表面に有機感光体からなる有
機感光体層とその表面保護層を備え、所定の向きに回動
可能に構成する。図１では円形断面が示してある。

【００１７】有機感光体とは、電子写真感光体の構成に
必要不可欠な電荷発生機能及び電荷輸送機能の少なくと
も一方の機能を有機化合物に持たせて構成された電子写
真感光体を意味し、公知の有機電荷発生物質又は有機電
荷輸送物質から構成された感光体、電荷発生機能と電荷
輸送機能を高分子錯体で構成した感光体等公知の有機電
子写真感光体を全て包含する。

【００１８】帯電装置２は本発明の帯電手段の一例であ
り、例えばスコロトロン帯電器であり、感光体ドラム１
を所定電圧で均一に帯電する。帯電電圧の調整により階
調再現性等を調整し、カブリ防止等を行うことができ
る。

【００１９】書込ユニット３は本発明の露光手段の一例
であり、本発明のレーザ光源の一例である半導体レーザ
素子（図２で半導体レーザＬＤと示した）、及び当該半
導体レーザ素子の発するレーザ光により感光体ドラム１
を走査露光する光学系を備える。書込ユニット３は、例
えばページメモリから読み出される画像データ、又は、
後述するテスト画像（パッチ画像）を記録するためのテ
スト画像データに基づいて、発光する。

【００２０】現像ユニット４は本発明の現像手段の一例
であり、磁石を内蔵する現像スリーブ４１、攪拌スクリ
ュウ４２、４３、４４を備えている。現像ユニット４
は、平均粒径約８．５μｍのポリエステル系樹脂材料か
らなるトナーと平均粒径約６０μｍのフェライト系樹脂
コーティングキャリアとをトナー濃度４〜６％に制御し
た現像剤を攪拌スクリュウ４２、４３、４４の回転で攪
拌した後、回転する現像スリーブ４１の外周に磁石によ
り磁気ブラシを形成し、現像スリーブ４１には所定のバ
イアス電圧が印加されて、感光体ドラム１に対向した現
像領域の静電潜像をトナー像に顕像化するものである。
バイアス電圧は直流成分と交流成分とからなる。

【００２１】現像スリーブ４１や感光体ドラム１の回転
数は任意に変更することができる。転写装置５は周知の
ように、感光体ドラム１上に静電的に付着しているトナ
ー像にガイド板８に沿って搬送された転写紙Ｐを重ね、
転写紙Ｐの裏側から電荷を放電することにより、転写紙
Ｐ上にトナー像を転写するものであり、コロトロン放電
器であることが好ましいが、これに限定されるものでは
なく、帯電ローラ等の転写紙Ｐ上にトナー像を静電的に
転写するものであれば良い。

【００２２】分離手段としての分離装置は、除電電極６
Ａと分離爪６Ｂを備える。除電電極６Ａは、周知のよう
に感光体ドラム１に静電的に吸着した転写紙Ｐから除電
するものであり、スコロトロン帯電器、コロトロン帯電
器、帯電ローラ等を用いる。

【００２３】分離爪６Ｂは、転写紙Ｐが除電後も感光体
ドラム１に吸着した状態であるので、物理的に接触して
感光体ドラム１から剥離するものである。

【００２４】クリーニング手段としてのクリーニングユ
ニット７は、ブレード等を感光体ドラム１の表面に接触
させることにより、感光体ドラム１の表面に付着したト
ナー及び粉塵を掻き落として廃トナーボックスに捕獲す
る。

【００２５】定着手段としての定着装置９は、周知のよ
うに熱もしくは熱及び圧力をトナー像を担持した転写紙
Ｐに加えることにより、トナー像を転写紙Ｐ上に永久に
固定するための装置であり、下ローラ９ｂは７０μｍの
厚さにＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロ
アルキルビニルエーテル共重合体の略称である）コート
したゴム硬度３０°の例えばＬＴＶ（ローテンパラチャ
ー・バルカナイジングの略称である）製であり、２００
Ｗの電熱ヒータを内包したものであり、上ローラ９ａは
直径５０ｍｍ、全長３２４ｍｍの例えばＡ５０５６ＴＤ
（アルミニュウム）の芯金材質で形成し、その表面にＰ
ＦＡコートしたものであり、１１００Ｗの電熱ヒータ
（図示せず）を内包したものである。

【００２６】濃度センサＳＳは、本発明の濃度検出手段
の一例であり、感光体ドラム１上に顕像化したパッチ画
像の濃度を検出する。

【００２７】給紙ユニットＢは、転写紙収納部１０と反
転搬送部１１を主要素として、プリンタエンジン部Ａの
下部に配置されている。

【００２８】転写紙収納部１０は、複数の給紙カセット
１０ａ〜ｃの何れかを選択して、当該選択された給紙カ
セットに載置された転写紙Ｐをプリンタエンジン部Ａの
転写位置へと搬送する。給紙カセットの構成、給紙カセ
ットから転写紙Ｐをピックアップする技術、転写紙Ｐを
タイミングよく転写位置に搬送する技術などは良く知ら
れているので、詳細な説明は省略する。

【００２９】転写位置とは、感光体ドラム１の表面に形
成されたトナー像が転写紙Ｐに移行する位置であり、本
実施の形態では感光体ドラム１と転写装置５とに挟まれ
た空間が転写位置となる。

【００３０】反転搬送部１１は、片面にトナー像を定着
済みの転写紙Ｐをスイッチバック経路１１ａに搬送し
て、表裏反転した後、再度、転写位置へと搬送するもの
である。本実施の形態の画像形成装置にて両面コピーを
実行する場合は、経路切り替え部１２にて、定着装置９
を通過した転写紙Ｐを反転搬送部１１に送り込むように
する。反転搬送の技術は良く知られているので、詳細な
説明は省略する。

【００３１】画像読み取り装置Ｃの上部には、シートス
ルー読み取り方式の自動原稿送り装置ＡＤＦが開閉可能
に支持されている。自動原稿送り装置ＡＤＦにおいて、
原稿給紙台２０に載置された原稿は、原稿搬送部２１に
より、プラテンガラス１３上を通過するように搬送され
て、排紙皿２８Ａ、２８Ｂの何れかに排出される。自動
原稿送り装置ＡＤＦは、片面原稿読み取り機能と両面原
稿読み取り機能とを有する。

【００３２】画像読み取り装置Ｃの光学系は、光源１４
１と第１ミラー１４２を備える露光ユニット１４、第２
ミラー１５１と第３ミラー１５２からなるＶミラーユニ
ット１５、レンズ１６、ＣＣＤイメージセンサ１７によ
り構成されている。

【００３３】以下で、読み取りとは、光源１４１による
照射により、原稿ｄ１にて反射してＣＣＤイメージセン
サ１７に結像した像を光電変換して画像データを得るこ
とである。

【００３４】画像読み取り装置Ｃは、プラテンガラス１
３の表面上を通過する原稿ｄ１を読み取る原稿移動露光
モードと、プラテンガラス１３上に載置された原稿（不
図示）を露光ユニットを走査させることにより読み取る
光学系走査露光モードとが可能である。

【００３５】原稿移動露光モードでは、露光ユニット１
４がプラテンガラス１３の下方の初期位置（ホームポジ
ション）に停止し、自動原稿送り装置ＡＤＦによりプラ
テンガラス１３の表面を通過する原稿の読み取りを実行
する。

【００３６】光学系走査露光モードでは、露光ユニット
１４とＶミラーユニット１５とからなる光学系ユニット
を移動させながらプラテンガラス１３の表面に載置され
た原稿の読み取りを実行する。

【００３７】図２は本発明の実施の形態に係る画像形成
装置の電気的な構成を示すブロック図である。

【００３８】本実施の形態の画像形成装置は、画像読み
取り部ＳＫ、画像処理部ＧＳ、画像メモリＭ１、ＰＷＭ
回路ＰＣ、駆動回路ＤＲ、半導体レーザＬＤ、濃度セン
サＳＳ、現像ユニット４、制御部５０、記憶部Ｍ２の各
ブロックを備える。

【００３９】画像読み取り部ＳＫはＣＣＤイメージセン
サ１７を含み、読み取りによって得た画像データを出力
する。

【００４０】画像処理部ＧＳは、画像読み取り部ＳＫが
出力した輝度・濃度変換、フィルタ処理、階調変換処
理、変倍処理等の各種の画像処理を行う。

【００４１】画像メモリＭ１は当該画像処理済みの画像
データを記憶する。画像データは複数のページに亘っ
て、各ページに属するドット毎の濃淡の情報を２５６階
調のデジタル画像信号へと符号化したデジタルデータで
ある。

【００４２】ＰＷＭ回路ＰＣは、画像メモリＭ１から読
み出された画像データに基づいてパルス幅変調を実行し
て、ＰＷＭ信号を出力する。本実施の形態では、無点灯
から全点灯までを８ビット＝２５６階調で再現する。

【００４３】ＰＷＭ（パルス幅変調）の動作原理は良く
知られているので、詳細な説明は省略するが、言うまで
もなくＰＷＭ信号のパルス幅により半導体レーザＬＤの
露光時間が制御される。

【００４４】駆動回路ＤＲは、ＰＷＭ信号を増幅して、
半導体レーザＬＤに供給する駆動電流を出力する。駆動
回路ＤＲが出力する駆動電流については、その電流値は
制御部５０により調整可能であるし、出力の開始と終了
のタイミングは、ＰＷＭ信号により制御される。

【００４５】半導体レーザＬＤは、駆動回路ＤＲの出力
した駆動電流に応じてレーザビームを出力する。

【００４６】駆動回路ＤＲと半導体レーザＬＤは、前述
の書込ユニット３の一部である。テスト画像データ発生
部ＰＧは本発明のテスト画像データ発生手段の一例であ
り、８ビット２５６階調を均等間隔で分割した画像デー
タ（以下、パッチ画像と呼ぶ）を発生する。尚、８ビッ
ト２５６階調を均等間隔で分割すると８パルス間隔で３
２個のパッチ画像が形成される。また、パッチ画像の大
きさは、濃度センサＳＳが精度良く検出できる大きさ、
即ち、２０ｍｍ×３０ｍｍ程度が望ましい。

【００４７】パッチ画像のドット径はＰＷＭ値によって
制御され、本実施の形態ではＰＷＭ値を０から２５５ま
で８ビット間隔で３２段階に切り替えて形成する。

【００４８】また、画像データに基づいて形成されたト
ナー像及びパッチ画像の濃度は、作像条件を変更するこ
とで調整可能である。

【００４９】作像条件のパラメータとしては、例えば、
現像スリーブ４１の線速度Ｖｓと感光体ドラム１の線速
度Ｖｐとの比であるＶｓ／Ｖｐ（以下、線速比Ｖｓ／Ｖ
ｐという）、感光体ドラム１の帯電電圧、現像スリーブ
４１に印加するバイアス電圧に係る交流成分と直流成分
の電圧などがある。尚、言うまでもないが、線速度Ｖｓ
とＶｐは、現像スリーブ４１と感光体ドラム１の接線方
向の速度である。

【００５０】斯様な作像条件のパラメータの変更とトナ
ー像の濃度との関係は良く知られているので、詳細な説
明は省略する。

【００５１】再び図２により説明する。濃度センサＳＳ
は、反射濃度を測定する光学的なセンサであり、パッチ
画像に係るマクロな反射濃度、即ち、平均濃度を測定し
て濃度値を出力する。

【００５２】制御部５０は本発明の線速比制御手段の一
例であるとともに、露光制御手段の一例をも兼ねてい
る。制御部５０は、画像形成装置の動作全体や、後述す
る各手順の実行を制御する制御手段であり、例えば、汎
用のプロセッサやランダムアクセスメモリを備えてい
て、制御プログラムを実行する。

【００５３】制御部５０は、線速比制御手段としては、
感光体ドラム１と現像スリーブ４１の回転数制御の指令
を実行し、露光制御手段としては、後述の如くＰＷＭ回
路ＰＣに対して階調補正テーブルによる制御を実行す
る。また、制御部５０は、作像条件のパラメータの調整
が可能である。

【００５４】補正特性算出部５２は本発明の補正特性算
出手段の一例であり、基本的にはパッチ画像の濃度を検
出して、目標濃度に対するＰＷＭ値を決定するように、
階調補正特性を算出するブロックである。詳細な動作は
後述する。補正特性算出部５２が算出した階調補正特性
は、階調補正テーブルとして、記憶部Ｍ２に記憶され
る。

【００５５】斯様な構成を備えるので、画像読み取り部
ＳＫの出力するデジタル画像データは、画像処理部ＧＳ
で所定の画像処理を施された上で、８ビット＝２５６階
調のデジタル画像信号として画像メモリＭ１に記憶され
る。

【００５６】制御部５０は記憶部から予め階調補正テー
ブル（後述）を読み出してＰＷＭ回路ＰＣに与え、しか
る後に画像メモリＭ１に記憶されたデジタル画像信号を
Ｄ／Ａ変換器（不図示）によりアナログ電圧に変換し
て、ＰＷＭ回路ＰＣに送る。

【００５７】ＰＷＭ回路ＰＣは、入力されたアナログ電
圧と参照波を比較して、その結果得られたパルス信号
（パルス幅変調信号）を出力する。

【００５８】ＰＷＭ回路ＰＣから出力されたパルス信号
は駆動回路ＤＲで増幅された後に半導体レーザＬＤに入
力され、この増幅された信号はレーザビームのＯＮ・Ｏ
ＦＦ制御に用いられる。尚、制御部５０は、駆動回路Ｄ
Ｒの出力レベル（電流値）を調整することにより、半導
体レーザＬＤの光量（レーザパワー）を調整する。

【００５９】従って、ＰＷＭ回路ＰＣからの階調補正後
の信号ＰＷＭ２の０〜２５５の階調値に対応して、１画
素内で０／２５５〜２５５／２５５の領域に露光がなさ
れ、これが現像されて、濃淡画像としてあらわれること
になる。

【００６０】モード選択部５１は本発明のモード選択手
段であり、作像条件を変更した作像モードをユーザの指
示、又は制御部５０からの指示に基づいて切り替える。
本実施の形態の画像形成装置は、通常モードと写真モー
ドの２種のモードを切り替えて画像形成が可能であり、
通常モードではコントラスト表現を重視し、写真モード
では階調表現を重視すべく作像条件のパラメータを設定
する。

【００６１】２種の作像モードを切り替えるべく変更す
るパラメータとしては、線速比Ｖｓ／Ｖｐを変更するこ
とが最も望ましく、次に感光体ドラム１の帯電電位の変
更が望ましい。これらは、１ページ毎に容易に変更可能
なパラメータであるから、作像モードの切り替えが短時
間で終了する。

【００６２】ユーザは不図示のユーザインターフェース
を操作して、複写しようとする原稿に適したモードに設
定する。例えば写真モードに設定された場合には、モー
ド選択部５１は作像条件のパラメータたる前述の線速比
Ｖｓ／Ｖｐを小さくし、画像形成装置はこの状態で原稿
を読み取って画像形成を実行する。

【００６３】ＰＷＭ回路ＰＣにて、デジタル画像信号は
階調補正テーブルに従ってそれぞれ階調補正されたＰＷ
Ｍ信号に変換される。この階調補正後の信号も８ビット
＝２５６階調のデジタル画像信号である。

【００６４】次に、画像形成装置が実行する階調補正を
図３から図６のフローチャートを用いて説明する。

【００６５】図３の階調補正を説明するフローチャート
による説明に先立ち、図３中の定義済み処理について図
４から図６を用いて説明する。

【００６６】定義済み処理であるステータスチェックに
ついて図４のフローチャートを用いて説明する。

【００６７】ステータスチェックでは、先ず、感光体ス
テータスチェックを行う（Ｓ５１）。この感光体ステー
タスチェックは、装置の初期化に相当するものであり、
画像形成が可能であるか否かのチェックとなる。次に、
現像器ステータスチェックを行う（Ｓ５２）。この現像
器ステータスチェックは、現像ユニット４が適正な状態
にあるか否かをチェックするものである。次に、装置の
プリント累計数のチェックを行う（Ｓ５３）。このプリ
ント累計数チェックは、過去に当該画像形成装置で実行
したプリント枚数の累計数のチェックである。もしも、
感光体ドラム１の交換や現像剤の交換が実行されている
ならば、交換後のプリント累計数もチェックする。

【００６８】これらのステータスチェックは、画像形成
装置各部の経時劣化の対策として実行しており、問題が
発見された場合には補償する制御、又は警告の表示など
が実行される。

【００６９】次に、定義済み処理である予備調整動作に
ついて図５のフローチャートを用いて説明する。

【００７０】予備調整動作では、先ず、リファレンス信
号に基づいて半導体レーザＬＤをＯＮし、光強度が規定
範囲にあるかどうかをチェックすることでレーザ出力基
準信号の調整の要否を判断し（Ｓ６１）、必要ならば
（ＹＥＳ）、制御部５０により駆動回路ＤＲの駆動電流
値を上下してレーザ出力の調整を行う（Ｓ６２）。

【００７１】次に、透磁率を検出するコイルを備えるＬ
検部（不図示）を用いて、現像ユニット４のトナーとキ
ャリアの混合比（デベロッパ）を示すＬ検値が適正な範
囲にあるかどうかをチェックすることでトナー濃度調整
の要否を判断し（Ｓ６３）、必要ならば（ＹＥＳ）、制
御部５０によりＬ検値を正常範囲に戻すために、現像ユ
ニット４へのトナー供給処理と攪拌処理を含むトナー濃
度調整を行う（Ｓ６４）。

【００７２】次に、定義済み処理である補正値算出処理
について図６のフローチャートを用いて説明する。

【００７３】補正値算出処理は、基本的にはパッチ画像
の濃度を検出して、目標濃度を再現するＰＷＭ値を決定
するように階調補正特性を算出する処理であり、前述の
補正特性算出部５２で実行する。補正特性算出部５２が
算出した階調補正特性は、階調補正テーブルとして、記
憶部Ｍ２に記憶される。

【００７４】本実施の形態の画像形成装置は、同一画素
密度の画像にて、０〜２５５の階調値でＰＷＭ値を任意
に設定してドット径を変化させる階調再現が可能であ
る。

【００７５】テスト画像データ発生部ＰＧはパッチ画像
に係る画像データを発生し、これに基づいて制御部５０
がＰＷＭ値を均等幅で変化させて所定の階調パターン信
号を得て、半導体レーザＬＤにより感光体ドラム１上に
露光を行い、これを現像して、３２個のパッチ画像から
なる１組のテスト画像群を形成する（Ｓ３１）。

【００７６】所定の階調パターン信号としては、例えば
８レベルおきに、ＰＷＭ値＝０、８、１６、２４、・・
・、２５５を与え、感光体ドラム１の幅方向中央に１パ
ッチ当たり２０×３０ｍｍ程度の大きさで、合計３２個
のパッチ画像を周方向にずらして現像する。

【００７７】そして、現像後の各パッチ画像の濃度を濃
度センサＳＳにより検出する（Ｓ３２）。これにより、
所定のＰＷＭ値で現像したパッチ画像とこれを実測した
ときの濃度センサＳＳの検出信号との対応関係から、図
７に示す各階調値に対する画像濃度のγ特性（実測濃度
カーブＬ１）を求めることができる。尚、濃度センサＳ
Ｓは図１にも示すように現像器４とクリーニングユニッ
ト７との間であればどこに配置しても良い。

【００７８】図７は、ＰＷＭ値に対する画像濃度の実測
値と、想定値の対応関係を示す図である。図７で、横軸
はＰＷＭ値であり、０から２５５までの２５６階調の幅
のスケールで示している。ＰＷＭ値Ｐ１からＰ３０は当
該スケール上の任意のＰＷＭ値である。縦軸は、横軸の
上側が濃度センサＳＳの実測値に係る濃度出力（補正前
濃度出力）、横軸の下側が想定したγ特性に係る濃度出
力（想定濃度出力）を示している。

【００７９】また、横軸の上側については、縦軸のＤ
１、Ｄ２、Ｄ３・・・、は濃度値の目盛りである。即ち
ＰＷＭ値がＰ１の状態で現像したパッチ画像の濃度値が
実測値でＤ１となり、ＰＷＭ値がＰ２の状態で現像した
パッチ画像の濃度値が実測値でＤ２となり、以下同様に
ＰＷＭ値がＰｎの状態で実測値がＤｎとなっている。

【００８０】横軸の下側については、縦軸のＤ１、Ｄ
２、Ｄ３・・・、は濃度値の目盛りで、上側のＤｎと下
側のＤｎとは同一の濃度値を表す。

【００８１】実測濃度カーブＬ１は、ＰＷＭ値を８レベ
ルおきに変化させて現像したパッチ画像の濃度値を実測
して得たカーブである。

【００８２】想定濃度カーブＬ２は、設計上あるべき姿
の濃度カーブ又は機械の初期設定時の濃度カーブとす
る。

【００８３】Ｌ３は、補正後の濃度を出力するためのＰ
ＷＭカーブである。再び図６のフローチャートで説明す
る。

【００８４】ステップ３２で実測濃度カーブを求める
と、次に、求められた実測濃度カーブと、想定濃度カー
ブとを比較する（Ｓ３３）。

【００８５】図７に示したように、想定濃度カーブと濃
度値Ｄ１の交点から、横軸におろした足が設計上あるべ
き姿の濃度カーブを実現するＰＷＭ値（Ｐ２１）として
想定されているが、実際には実測濃度カーブＬ１から求
まるように、ＰＷＭ値Ｐ１で濃度値Ｄ１が再現される。
従って、ステップ３３の比較により、濃度値Ｄ１を再現
するためにはＰＷＭ値Ｐ２１に置き換えて、ＰＷＭ値Ｐ
１を使用するように補正すべきことが把握できる。以
下、同様に、濃度値Ｄｎを実現するに際して、設計上あ
るべきＰＷＭ値（Ｐ２０＋ｎ）に換えてＰＷＭ値Ｐｎを
使用するように補正する。

【００８６】ステップ３３の比較により、各濃度値Ｄｎ
を実現するに際して、設計上あるべきＰＷＭ値（Ｐ２０
＋ｎ）に換えて使用するＰＷＭ値Ｐｎの関係を、階調補
正テーブルとして作成する（Ｓ３４）。

【００８７】作成した階調補正テーブルは、記憶部Ｍ２
に記憶される（Ｓ３５）。説明したステップ３１からス
テップ３５の手順により、特定の作像条件における階調
補正テーブルを得て記憶部Ｍ２に記憶することとなる。

【００８８】以上のステップ３１からステップ３５の手
順により、ＰＷＭ値０〜２５５の階調値に対する画像濃
度の特性（実測濃度カーブ）を、設計上あるべき姿の実
測濃度カーブ又は機械の初期設定時の実測濃度カーブに
合わせることができた。

【００８９】再び図３を用いて説明する。図３の階調補
正の手順は、主電源（不図示）の投入時などに開始す
る。階調補正の手順がスタートすると、画像形成装置は
画像形成が可能か否かを判断するステータスチェック
（後述）を実行し（Ｓ１１）、補正動作が必要な場合に
は（ＹＥＳ）補正動作を実行する（Ｓ１２）。引き続き
作像条件を安定化させる予備調整動作を実行して（Ｓ１
３）、モード選択部５１が動作モードを第１モードに設
定する（Ｓ１４）。第１モードは通常モードと写真モー
ドの何れであっても良いが、便宜上、第１モードが通常
モード、第２モードが写真モードであるものとして説明
する。

【００９０】第１モードに設定されると、定義済みの手
順により、補正値の算出が実行されて（Ｓ１５）、階調
補正テーブルの形式で補正値が記憶部Ｍ２に記憶される
（Ｓ１６）。ステップ１５で実行する補正値の算出は、
図７の想定値と実測値の対応関係に基づいて実行され
る。

【００９１】引き続き、モード選択部５１が動作モード
を第２モード（写真モード）に設定して（Ｓ１７）、補
正値の算出が実行されて（Ｓ１８）、階調補正テーブル
の形式で記憶部Ｍ２に保存される。

【００９２】写真モードでは、通常、階調再現性の向上
が必要であり、特に低濃度領域の階調再現性の向上が要
求される。本実施の形態では、線速比Ｖｓ／Ｖｐを減少
するように作像条件を変化させることによって、出力可
能な最高濃度を低下させて、２５６階調のＰＷＭ値を確
保することで、階調再現性を向上させている。

【００９３】図８は、写真モードにおける想定値と実測
値の対応関係を示す図である。図８で、縦軸、横軸は図
７と同様であり、縦軸に取った濃度値の代表値の間隔
は、図７より狭く（Ｄ２−Ｄ１＞Ｄ１２−Ｄ１１）なっ
ている。この図に示した実測濃度カーブＬ４と想定濃度
カーブＬ５に基づいて、設計上あるべきＰＷＭ値（Ｐ２
０＋ｎ）に換えてＰＷＭ値Ｐｎを使用するように補正す
る階調補正テーブルを得ることができる。Ｌ６は、補正
後の濃度を出力するためのＰＷＭカーブである。

【００９４】これにより、記憶部Ｍ２には、第１モード
（通常モード）と第２モード（写真モード）にそれぞれ
対応した２種類の階調補正テーブルが保存される。

【００９５】尚、ステップ１５の処理により感光体ドラ
ム１の表面に作像されるのが第１のテスト画像群、ステ
ップ１７の処理により作像されるのが第２のテスト画像
群である。

【００９６】そして、複写しようとする場合には、制御
部５０は、ユーザが選択した作像モードに対応する階調
補正テーブルを記憶部Ｍ２から読み出して、ＰＷＭ回路
ＰＣに与え、階調補正テーブルの補正内容が反映された
状態で作像を実行する。

【００９７】従って、本実施の形態の画像形成装置によ
れば、作像条件を変更しても、多様な画像を出力するの
に適した階調補正が可能となった。そして、斯様な階調
補正を行って画像形成を実行するので、ユーザが望む多
様な原稿に応じて好適な階調補正が可能となった。

【００９８】尚、階調補正の実施は、定期的に行うのが
望ましく、例えば、一定枚数の画像形成毎や一定時間毎
（例えば感光体ドラム１の回転時間、帯電ＯＮ時間、現
像回転時間、書込ユニット３の走査光学系を構成するポ
リゴン回転時間等の積算値が一定値となる毎）でも良
い。また、１つの画像形成ジョブにおいては、画像形成
シーケンスの終了直後が、画像形成工程の邪魔になら
ず、且つ、装置、資材が安定している点で望ましい。特
に、現像剤の帯電量が安定している時期に補正を実施す
ることが好ましい。

【００９９】尚、上述の実施の形態では、パッチ画像を
現像し、濃度センサＳＳでその濃度を検出することによ
って補正を行ったが、本発明はこれに限られるものでは
なく、例えば、テスト画像データ発生部ＰＧからの画像
データに基づいた書込ユニット３によって書き込まれた
パッチ画像の静電潜像の電位を検出する電位検出手段を
設け、この電位検出手段の出力に基づいて補正を行うよ
うにしても良い。ただし、この場合には、現像剤の劣化
については補正できず、書込光学系の補正を行うものと
なる。

【０１００】また、２つ以上のレーザを備え、複数のレ
ーザビームを用いて画像形成を行う画像形成装置の場合
は、複数のレーザビームのそれぞれで別々のパッチ画像
を作成し、レーザ毎に階調補正を行っても良いし、ま
た、複数のレーザビームによって１つのパッチ画像を作
成し（このとき、一定面積のパッチ画像内の各ドット
は、複数のレーザビームのそれぞれによってほぼ同数ず
つ作成するのが良い）、複数のレーザについて同時に階
調補正を行うようにしても良い。

【０１０１】

【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、作像条
件を変更しても、多様な画像を出力するのに適した階調
補正を可能とした。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の構成を示す断面図である。

【図２】画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図
である。

【図３】階調補正を説明するフローチャートである。

【図４】ステータスチェックを説明するフローチャート
である。

【図５】予備調整動作を説明するフローチャートであ
る。

【図６】補正値算出処理を説明するフローチャートであ
る。

【図７】ＰＷＭ値に対する画像濃度の実測値と、想定値
の対応関係を示す図である。

【図８】写真モードにおける想定値と実測値の対応関係
を示す図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２帯電装置３書込ユニット４現像ユニット４１現像スリーブ５０制御部５１モード選択部５２補正特性算出部ＰＣＰＷＭ回路ＤＲ駆動回路ＬＤ半導体レーザＳＳ濃度センサＭ２記憶部ＰＧテスト画像データ発生部Ｌ１、Ｌ４実測濃度カーブＬ２、Ｌ５想定濃度カーブＬ３、Ｌ６補正後の濃度を出力するためのＰＷＭカー
ブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/407 Ｈ０４Ｎ 1/40 １０１Ｅ５Ｃ０７７Ｆターム(参考） 2C362 AA52 AA63 AA66 CA09 CA10 CA14 CB62 CB73 CB80 2H027 DA10 DA16 DA17 DE02 DE07 EA01 EA02 EA04 EA20 EB01 EC03 EC06 EC07 EC20 ZA07 2H076 AB05 AB75 DA07 DA17 DA19 2H077 AB02 AB14 AC02 AD02 AD06 AD36 AE06 DA03 DA04 DA47 DA63 DB12 DB13 DB25 EA03 5B057 AA11 BA02 CA02 CA08 CA12 CA16 CB02 CB08 CB12 CB16 CC01 CE11 CH07 CH08 5C077 LL19 MM27 MP01 NN17 PP15 PP74 PQ08 PQ12 PQ23 SS02 TT02 TT06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体、該像担持体を帯電する帯電手段、レーザ光源を有し、帯電された前記像担持体を画像デー
タに基づいて露光して静電潜像を形成する露光手段、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像して顕画像
を形成する現像手段、互いに異なる複数の作像条件に基
づいて画像を形成する作像モードを選択するモード選択
手段を有する画像形成装置において、所定露光量のテスト画像データを生成するテスト画像デ
ータ発生手段、テスト画像データに基づいて現像されたテスト画像の濃
度を検出する濃度検出手段、検出した濃度情報に基づいて前記レーザ光源の露光時間
を補正する階調補正特性を算出する補正特性算出手段を
備え、互いに異なる露光条件で露光した複数のテスト画像から
なる第１のテスト画像群と、前記第１のテスト画像群と
作像モードを切り替えるとともに互いに異なる露光条件
で露光した複数のテスト画像からなる第２のテスト画像
群とを作成して、それぞれの階調補正特性を算出するこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】算出した複数の階調補正特性を記憶する
記憶手段と、選択された作像モードに適合する階調補正
特性を前記記憶手段から呼び出して前記露光手段の露光
制御を実行する露光制御手段とを備えることを特徴とす
る請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記像担持体と前記現像手段が有する現
像スリーブとの線速比を任意に調整する線速比制御手段
とを備え、前記作像条件は前記線速比であることを特徴
とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記作像条件は、前記像担持体の帯電電
位であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の
画像形成装置。
【請求項５】前記露光手段は前記レーザ光源の出力光
のパルス幅を制御するＰＷＭ制御により露光時間を調整
し、前記露光条件は前記パルス幅であることを特徴とす
る請求項１、２、３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記露光条件は前記レーザ光源のレーザ
パワーであることを特徴とする請求項１、２、３、４又
は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記階調補正特性を主電源投入時に実行
することを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６
に記載の画像形成装置。